JP2002118168A - 薄膜回路基板及びその製造方法 - Google Patents
薄膜回路基板及びその製造方法Info
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板表面に設けられた有機絶縁膜と、その上
に配設される金属配線（電極材料）との密着性に優れた
薄膜回路基板、その製造方法、及び薄膜回路基板を用い
た高性能の高周波用モジュールを提供する 【解決手段】 基板１上に形成された有機絶縁膜２の表
面に、表面改質係数が０．１〜０．５の表面改質層を設
け、この表面改質層を備えた有機絶縁膜２の表面に金属
配線５（４）を施すことにより、金属配線５（４）の密
着強度を向上させる。ただし、表面改質係数とは、有機
絶縁膜表面に存在するＣのうち、官能基を形成している
Ｃの割合であり、下記の式(1)で表される値である。 表面改質係数＝官能基の総数／有機絶縁膜表面に存在す
るＣの総数……(1)
に配設される金属配線（電極材料）との密着性に優れた
薄膜回路基板、その製造方法、及び薄膜回路基板を用い
た高性能の高周波用モジュールを提供する 【解決手段】 基板１上に形成された有機絶縁膜２の表
面に、表面改質係数が０．１〜０．５の表面改質層を設
け、この表面改質層を備えた有機絶縁膜２の表面に金属
配線５（４）を施すことにより、金属配線５（４）の密
着強度を向上させる。ただし、表面改質係数とは、有機
絶縁膜表面に存在するＣのうち、官能基を形成している
Ｃの割合であり、下記の式(1)で表される値である。 表面改質係数＝官能基の総数／有機絶縁膜表面に存在す
るＣの総数……(1)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、薄膜回路基板に
関し、詳しくは、基板表面に設けられた有機絶縁膜と、
その上に配設される金属配線（電極材料）との密着性に
優れた薄膜回路基板及びその製造方法、さらには、該薄
膜回路基板を用いた高周波用モジュールに関する。
関し、詳しくは、基板表面に設けられた有機絶縁膜と、
その上に配設される金属配線（電極材料）との密着性に
優れた薄膜回路基板及びその製造方法、さらには、該薄
膜回路基板を用いた高周波用モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
無線通信分野において、ミリ波やマイクロ波などの高周
波領域で用いられる高周波デバイスの、小型化・低価格
化・高性能化への要求が大きくなっている。また、上記
高周波デバイスに対しては、伝送損失が小さく効率のよ
い伝送線路が要求されており、配線には抵抗が小さい電
極材料（金属材料）が用いられている。また、配線間の
層間絶縁膜には比誘電率が小さく、かつ誘電正接の小さ
い誘電体材料が要求されている。
無線通信分野において、ミリ波やマイクロ波などの高周
波領域で用いられる高周波デバイスの、小型化・低価格
化・高性能化への要求が大きくなっている。また、上記
高周波デバイスに対しては、伝送損失が小さく効率のよ
い伝送線路が要求されており、配線には抵抗が小さい電
極材料（金属材料）が用いられている。また、配線間の
層間絶縁膜には比誘電率が小さく、かつ誘電正接の小さ
い誘電体材料が要求されている。
【０００３】そこで、上記要求に応えるため、電極材料
としてはＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌなどの低抵抗材料を用
い、誘電体材料としてはポリイミド、エポキシ、ベンゾ
シクロブテン、ビスマレイミドトリアジンなどの低誘電
率・低誘電正接の有機樹脂を用いた各種配線基板が開発
されている。
としてはＡｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌなどの低抵抗材料を用
い、誘電体材料としてはポリイミド、エポキシ、ベンゾ
シクロブテン、ビスマレイミドトリアジンなどの低誘電
率・低誘電正接の有機樹脂を用いた各種配線基板が開発
されている。
【０００４】しかしながら、上記電極材料と有機樹脂を
組み合わせた薄膜回路基板にあっては、有機樹脂と電極
材料の密着強度が不十分で、配線形成プロセスや、配線
上へのワイヤーボンディング工程において、膜剥がれが
発生するという問題点がある。このため、有機樹脂と電
極材料の密着強度を向上させるために、 電極材料と有機樹脂との間に、密着層として比較的有
機樹脂との密着強度の大きい金属を形成する方法、 有機樹脂表面を酸素プラズマで表面処理して密着強度
を向上させる方法（特開平８−１３４６３９号）、 有機樹脂上に極性ポリマーを形成して金属との密着性
を改善する方法（特開平９−２１９５８６号） 有機絶縁膜表面をプラズマで洗浄、活性化、粗化して
密着性を向上させる方法、 などの種々の方法が提案されている。
組み合わせた薄膜回路基板にあっては、有機樹脂と電極
材料の密着強度が不十分で、配線形成プロセスや、配線
上へのワイヤーボンディング工程において、膜剥がれが
発生するという問題点がある。このため、有機樹脂と電
極材料の密着強度を向上させるために、 電極材料と有機樹脂との間に、密着層として比較的有
機樹脂との密着強度の大きい金属を形成する方法、 有機樹脂表面を酸素プラズマで表面処理して密着強度
を向上させる方法（特開平８−１３４６３９号）、 有機樹脂上に極性ポリマーを形成して金属との密着性
を改善する方法（特開平９−２１９５８６号） 有機絶縁膜表面をプラズマで洗浄、活性化、粗化して
密着性を向上させる方法、 などの種々の方法が提案されている。
【０００５】しかし、上記の電極材料と有機樹脂との
間に、有機樹脂との密着強度の大きい金属膜を密着層と
して形成する方法の場合、密着層にはＣｒ、Ｔｉ、Ｎ
ｉ、Ｎｂ、Ｖなどが多く用いられており、この金属から
なる密着層の作用効果によって、配線形成プロセスにお
ける膜剥がれの発生を抑制することが可能になる。しか
しながら、このの方法では、超音波や高温負荷がかか
るワイヤーボンディング工程では膜剥がれが生じること
を防止できず、十分な対策とはなり得ていないのが実情
である。
間に、有機樹脂との密着強度の大きい金属膜を密着層と
して形成する方法の場合、密着層にはＣｒ、Ｔｉ、Ｎ
ｉ、Ｎｂ、Ｖなどが多く用いられており、この金属から
なる密着層の作用効果によって、配線形成プロセスにお
ける膜剥がれの発生を抑制することが可能になる。しか
しながら、このの方法では、超音波や高温負荷がかか
るワイヤーボンディング工程では膜剥がれが生じること
を防止できず、十分な対策とはなり得ていないのが実情
である。
【０００６】また、上記の有機樹脂表面を酸素プラズ
マで表面処理する方法の場合、電極材料と有機樹脂の密
着強度は向上するものの、有機絶縁膜表面が酸化されて
しまうため、有機樹脂の比誘電率・誘電正接などの電気
特性が劣化し、目標とする高周波モジュール特性が得ら
れなくなってしまうという問題点がある。
マで表面処理する方法の場合、電極材料と有機樹脂の密
着強度は向上するものの、有機絶縁膜表面が酸化されて
しまうため、有機樹脂の比誘電率・誘電正接などの電気
特性が劣化し、目標とする高周波モジュール特性が得ら
れなくなってしまうという問題点がある。
【０００７】また、上記の有機樹脂上に極性ポリマー
を形成して金属との密着性を改善する方法の場合、金属
と有機樹脂の密着性は向上するが、有機樹脂表面を活性
化した後に極性モノマーと重合させる工程が必要である
ことから、プロセス時間がかかり、高周波モジュールの
製造コストを押し上げる要因になるという問題点があ
る。
を形成して金属との密着性を改善する方法の場合、金属
と有機樹脂の密着性は向上するが、有機樹脂表面を活性
化した後に極性モノマーと重合させる工程が必要である
ことから、プロセス時間がかかり、高周波モジュールの
製造コストを押し上げる要因になるという問題点があ
る。
【０００８】また、上記の有機絶縁膜表面をプラズマ
で洗浄、活性化、粗化して密着性を向上させる方法の場
合、大気中で処理するため、有機絶縁膜表面が酸化され
て有機樹脂の比誘電率・誘電正接などの電気特性が劣化
するという問題点があり、また、有機絶縁膜表面の表面
粗さが粗く、有機絶縁膜上に形成された配線にも粗さが
継承されるため、ミリ波やマイクロ波領域では、抵抗値
が増大して目標とする高周波モジュール特性が得られな
くなるという問題点がある。
で洗浄、活性化、粗化して密着性を向上させる方法の場
合、大気中で処理するため、有機絶縁膜表面が酸化され
て有機樹脂の比誘電率・誘電正接などの電気特性が劣化
するという問題点があり、また、有機絶縁膜表面の表面
粗さが粗く、有機絶縁膜上に形成された配線にも粗さが
継承されるため、ミリ波やマイクロ波領域では、抵抗値
が増大して目標とする高周波モジュール特性が得られな
くなるという問題点がある。
【０００９】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、基板表面に設けられた有機絶縁膜と、その上に配
設される金属配線（電極材料）との密着性に優れた薄膜
回路基板、その製造方法、及び該薄膜回路基板を用いた
高性能の高周波用モジュールを提供することを目的とす
る。
あり、基板表面に設けられた有機絶縁膜と、その上に配
設される金属配線（電極材料）との密着性に優れた薄膜
回路基板、その製造方法、及び該薄膜回路基板を用いた
高性能の高周波用モジュールを提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明（請求項１）の薄膜回路基板は、基板と、
前記基板の表面に配設された有機絶縁膜と、前記有機絶
縁膜上に形成された薄膜金属からなる金属配線とを具備
する薄膜配線基板であって、前記有機絶縁膜の表面に、
下記の式(1)で表される表面改質係数が０．１〜０．５
の表面改質層を備えていることを特徴としている。 表面改質係数＝官能基の総数／有機絶縁膜表面に存在するＣの総数……(1)
に、本願発明（請求項１）の薄膜回路基板は、基板と、
前記基板の表面に配設された有機絶縁膜と、前記有機絶
縁膜上に形成された薄膜金属からなる金属配線とを具備
する薄膜配線基板であって、前記有機絶縁膜の表面に、
下記の式(1)で表される表面改質係数が０．１〜０．５
の表面改質層を備えていることを特徴としている。 表面改質係数＝官能基の総数／有機絶縁膜表面に存在するＣの総数……(1)
【００１１】本願発明（請求項１）の薄膜回路基板は、
基板上に形成された有機絶縁膜の表面に、表面改質係数
が０．１〜０．５の表面改質層を設け、この表面改質層
を備えた有機絶縁膜の表面に金属配線を施しているの
で、有機絶縁膜の比誘電率・誘電正接などの電気特性の
劣化させることなく、金属配線（電極材料）と有機絶縁
膜の密着強度を向上させることが可能になる。
基板上に形成された有機絶縁膜の表面に、表面改質係数
が０．１〜０．５の表面改質層を設け、この表面改質層
を備えた有機絶縁膜の表面に金属配線を施しているの
で、有機絶縁膜の比誘電率・誘電正接などの電気特性の
劣化させることなく、金属配線（電極材料）と有機絶縁
膜の密着強度を向上させることが可能になる。
【００１２】なお、本願発明において、表面改質係数と
は、有機絶縁膜表面に存在する全てのＣ（炭素）に対す
る、官能基を形成しているＣの割合で定義される概念で
あり、式(1)で表される。 表面改質係数＝官能基の総数／有機絶縁膜表面に存在するＣの総数……(1)
は、有機絶縁膜表面に存在する全てのＣ（炭素）に対す
る、官能基を形成しているＣの割合で定義される概念で
あり、式(1)で表される。 表面改質係数＝官能基の総数／有機絶縁膜表面に存在するＣの総数……(1)
【００１３】以下、本願発明における表面改質係数の求
め方について、図５を参照しつつ、さらに詳しく説明す
る。表面改質係数を求めるにあたっては、まず、Ｘ線光
電子分光法により、有機絶縁膜表面の各結合のＣの組成
比を同定する。例えば、図５は、有機絶縁膜（ベンゾシ
クロブテン系樹脂）表面について、Ｘ線光電子分光法に
より得られるＣ１ｓスペクトルを示す図であり、この図
５におけるスペクトルの面積比が各結合のＣの組成比を
表しており、また、各スペクトルの合計面積が、検出範
囲に存在するＣの総量を表している。すなわち、図５で
検出されているＣ−Ｈ結合又はＣ−Ｃ結合、−Ｃ＝Ｏ結
合、及び−ＣＯＯ結合の組成比はそれぞれ、８４atm
％、１０atm％、６atm％となっており、有機絶縁膜表面
に存在するＣのうち、官能基となっているものは、−Ｃ
＝Ｏ結合の１０atm％と−ＣＯＯ結合の６atm％を加えた
値の１６atm％となる。したがって、この場合の表面改
質係数は、上述の式(1)より、０．１６（１６／１００
＝０．１６）となる。
め方について、図５を参照しつつ、さらに詳しく説明す
る。表面改質係数を求めるにあたっては、まず、Ｘ線光
電子分光法により、有機絶縁膜表面の各結合のＣの組成
比を同定する。例えば、図５は、有機絶縁膜（ベンゾシ
クロブテン系樹脂）表面について、Ｘ線光電子分光法に
より得られるＣ１ｓスペクトルを示す図であり、この図
５におけるスペクトルの面積比が各結合のＣの組成比を
表しており、また、各スペクトルの合計面積が、検出範
囲に存在するＣの総量を表している。すなわち、図５で
検出されているＣ−Ｈ結合又はＣ−Ｃ結合、−Ｃ＝Ｏ結
合、及び−ＣＯＯ結合の組成比はそれぞれ、８４atm
％、１０atm％、６atm％となっており、有機絶縁膜表面
に存在するＣのうち、官能基となっているものは、−Ｃ
＝Ｏ結合の１０atm％と−ＣＯＯ結合の６atm％を加えた
値の１６atm％となる。したがって、この場合の表面改
質係数は、上述の式(1)より、０．１６（１６／１００
＝０．１６）となる。
【００１４】なお、本願発明において、金属配線とは、
伝送線路に限らず、電極やパッドなどを含む広い概念で
ある。また、本願発明において、基板の形状や構成材料
には特別の制約はなく、種々の材料からなる種々の構成
の基板を用いることが可能である。また、金属配線は、
一層構造のものであってもよく、また、密着層となる金
属材料層と、その上に形成される、異なる種類の金属材
料層からなる２層構造以上の多層構造のものであっても
よい。なお、本願発明において、表面改質係数が０．１
〜０．５の範囲としたのは、表面改質係数が０．１未満
になると、金属配線と有機絶縁膜の密着強度が不十分に
なり、また、表面改質係数を０．５以上にしようとする
と、有機絶縁膜の電気特性の劣化を招くことによる。
伝送線路に限らず、電極やパッドなどを含む広い概念で
ある。また、本願発明において、基板の形状や構成材料
には特別の制約はなく、種々の材料からなる種々の構成
の基板を用いることが可能である。また、金属配線は、
一層構造のものであってもよく、また、密着層となる金
属材料層と、その上に形成される、異なる種類の金属材
料層からなる２層構造以上の多層構造のものであっても
よい。なお、本願発明において、表面改質係数が０．１
〜０．５の範囲としたのは、表面改質係数が０．１未満
になると、金属配線と有機絶縁膜の密着強度が不十分に
なり、また、表面改質係数を０．５以上にしようとする
と、有機絶縁膜の電気特性の劣化を招くことによる。
【００１５】また、請求項２の薄膜回路基板は、前記有
機絶縁膜の表面改質層の表面に、スルホン基、カルボキ
シル基、カルボニル基、及びフェノール基からなる群よ
り選ばれる少なくとも１種の官能基が存在していること
を特徴としている。
機絶縁膜の表面改質層の表面に、スルホン基、カルボキ
シル基、カルボニル基、及びフェノール基からなる群よ
り選ばれる少なくとも１種の官能基が存在していること
を特徴としている。
【００１６】表面改質層の表面に、スルホン基、カルボ
キシル基、カルボニル基、及びフェノール基からなる群
より選ばれる少なくとも１種の官能基が存在するような
有機絶縁膜を備えた構成とすることにより、有機絶縁膜
の比誘電率・誘電正接などの電気特性を良好に保ちつ
つ、金属配線（電極材料）と有機絶縁膜の密着強度を向
上させることが可能になる。
キシル基、カルボニル基、及びフェノール基からなる群
より選ばれる少なくとも１種の官能基が存在するような
有機絶縁膜を備えた構成とすることにより、有機絶縁膜
の比誘電率・誘電正接などの電気特性を良好に保ちつ
つ、金属配線（電極材料）と有機絶縁膜の密着強度を向
上させることが可能になる。
【００１７】また、請求項３の薄膜回路基板は、前記有
機絶縁膜上の金属配線が、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎ
ｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｎｂ、及びＶからなる群よ
り選ばれる少なくとも１種を含む材料からなるものであ
ることを特徴としている。
機絶縁膜上の金属配線が、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎ
ｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｎｂ、及びＶからなる群よ
り選ばれる少なくとも１種を含む材料からなるものであ
ることを特徴としている。
【００１８】金属配線として、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａ
ｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｎｂ、及びＶからな
る群より選ばれる少なくとも１種を含む材料からなるも
のを用いることにより、低抵抗で、かつ有機絶縁膜に対
する密着強度に優れた金属配線を備えた信頼性の高い薄
膜回路基板を得ることが可能になる。
ｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｎｂ、及びＶからな
る群より選ばれる少なくとも１種を含む材料からなるも
のを用いることにより、低抵抗で、かつ有機絶縁膜に対
する密着強度に優れた金属配線を備えた信頼性の高い薄
膜回路基板を得ることが可能になる。
【００１９】また、請求項４の薄膜回路基板は、前記有
機絶縁膜が、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテ
ン、ビスマレイミドトリアジン、アクリル、及び環状オ
レフィン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種
を含むものであることを特徴としている。
機絶縁膜が、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロブテ
ン、ビスマレイミドトリアジン、アクリル、及び環状オ
レフィン系樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種
を含むものであることを特徴としている。
【００２０】有機絶縁膜の構成材料として、ポリイミ
ド、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ビスマレイミドト
リアジン、アクリル、及び環状オレフィン系樹脂からな
る群より選ばれる少なくとも１種を含むものを用いるこ
とにより、金属配線の密着強度に優れた有機絶縁膜を備
えた信頼性の高い薄膜回路基板を得ることが可能にな
る。
ド、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ビスマレイミドト
リアジン、アクリル、及び環状オレフィン系樹脂からな
る群より選ばれる少なくとも１種を含むものを用いるこ
とにより、金属配線の密着強度に優れた有機絶縁膜を備
えた信頼性の高い薄膜回路基板を得ることが可能にな
る。
【００２１】また、本願発明（請求項５）の薄膜回路基
板の製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜
回路基板を製造する方法であって、前記有機絶縁膜表面
に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、及びＸｅからなる群より
選ばれる少なくとも１種のイオンを照射することによ
り、前記表面改質係数が０．１〜０．５の表面改質層を
形成することを特徴としている。
板の製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜
回路基板を製造する方法であって、前記有機絶縁膜表面
に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、及びＸｅからなる群より
選ばれる少なくとも１種のイオンを照射することによ
り、前記表面改質係数が０．１〜０．５の表面改質層を
形成することを特徴としている。
【００２２】有機絶縁膜表面に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ、及びＸｅからなる群より選ばれる少なくとも１種の
イオンを照射することにより、有機絶縁膜表面を過度に
酸化させて特性を劣化させたりすることなく、有機絶縁
膜の表面に、表面改質係数が０．１〜０．５の表面改質
層を確実に形成することが可能になる。
ｒ、及びＸｅからなる群より選ばれる少なくとも１種の
イオンを照射することにより、有機絶縁膜表面を過度に
酸化させて特性を劣化させたりすることなく、有機絶縁
膜の表面に、表面改質係数が０．１〜０．５の表面改質
層を確実に形成することが可能になる。
【００２３】また、本願発明（請求項６）の薄膜回路基
板の製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜
回路基板を製造する方法であって、前記有機絶縁膜表面
に、Ｎ2，Ａｒのうちの少なくとも１種を含むプラズマ
を照射することにより、前記表面改質係数が０．１〜
０．５の表面改質層を形成することを特徴としている。
板の製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜
回路基板を製造する方法であって、前記有機絶縁膜表面
に、Ｎ2，Ａｒのうちの少なくとも１種を含むプラズマ
を照射することにより、前記表面改質係数が０．１〜
０．５の表面改質層を形成することを特徴としている。
【００２４】有機絶縁膜表面に、Ｎ2，Ａｒのうちの少
なくとも１種を含むプラズマを照射することにより、有
機絶縁膜表面を過度に酸化させて特性を劣化させたりす
ることなく、有機絶縁膜の表面に、表面改質係数が０．
１〜０．５の表面改質層を確実に形成することが可能に
なる。
なくとも１種を含むプラズマを照射することにより、有
機絶縁膜表面を過度に酸化させて特性を劣化させたりす
ることなく、有機絶縁膜の表面に、表面改質係数が０．
１〜０．５の表面改質層を確実に形成することが可能に
なる。
【００２５】また、本願発明（請求項７）の薄膜回路基
板の製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜
回路基板を製造する方法であって、前記有機絶縁膜表面
に、ＵＶ光を照射することにより、前記表面改質係数が
０．１〜０．５の表面改質層を形成することを特徴とし
ている。
板の製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜
回路基板を製造する方法であって、前記有機絶縁膜表面
に、ＵＶ光を照射することにより、前記表面改質係数が
０．１〜０．５の表面改質層を形成することを特徴とし
ている。
【００２６】有機絶縁膜表面に、ＵＶ光を照射すること
により、有機絶縁膜表面を過度に酸化させて特性を劣化
させたりすることなく、有機絶縁膜の表面に、表面改質
係数が０．１〜０．５の表面改質層を確実に形成するこ
とが可能になり、本願発明を実効あらしめることができ
る。
により、有機絶縁膜表面を過度に酸化させて特性を劣化
させたりすることなく、有機絶縁膜の表面に、表面改質
係数が０．１〜０．５の表面改質層を確実に形成するこ
とが可能になり、本願発明を実効あらしめることができ
る。
【００２７】また、本願発明（請求項８）の高周波用モ
ジュールは、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜回路
基板を用いたことを特徴としている。
ジュールは、請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜回路
基板を用いたことを特徴としている。
【００２８】本願発明の薄膜回路基板を用いてミリ波又
はマイクロ波などの高周波用モジュールを構成すること
により、金属配線の有機絶縁膜への密着強度に優れた信
頼性の高い高周波用モジュールを提供することが可能に
なる。
はマイクロ波などの高周波用モジュールを構成すること
により、金属配線の有機絶縁膜への密着強度に優れた信
頼性の高い高周波用モジュールを提供することが可能に
なる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００３０】［薄膜回路基板の作製］図１(ａ)〜(ｆ)
は、基板上に有機絶縁膜を形成するとともに、有機絶縁
膜上に薄膜金属からなる金属配線を施すことにより、薄
膜回路基板を製造する工程を示す図である。なお、この
実施形態では、有機絶縁膜上への金属配線の形成には、
リフトオフ工法を用いているが、本願発明において、金
属配線の形成方法はこれに限られるものではなく、他の
方法を用いることも可能である。
は、基板上に有機絶縁膜を形成するとともに、有機絶縁
膜上に薄膜金属からなる金属配線を施すことにより、薄
膜回路基板を製造する工程を示す図である。なお、この
実施形態では、有機絶縁膜上への金属配線の形成には、
リフトオフ工法を用いているが、本願発明において、金
属配線の形成方法はこれに限られるものではなく、他の
方法を用いることも可能である。
【００３１】(1)まず、基板１（図１(ａ)）としてＳｉ
基板を用意する。なお、基板１としては、アルミナなど
からなるセラミック基板、ＳｉやＧａＡｓなどからなる
金属基板を用いることが可能であり、さらに他の種類の
基板を用いることも可能である。そして、この基板１の
表面を、プラズマアッシングや、アセトン、イソプロピ
ルアルコール、メタノール、エタノールなどを用いた有
機溶剤洗浄などの方法により洗浄する。
基板を用意する。なお、基板１としては、アルミナなど
からなるセラミック基板、ＳｉやＧａＡｓなどからなる
金属基板を用いることが可能であり、さらに他の種類の
基板を用いることも可能である。そして、この基板１の
表面を、プラズマアッシングや、アセトン、イソプロピ
ルアルコール、メタノール、エタノールなどを用いた有
機溶剤洗浄などの方法により洗浄する。
【００３２】(2)次に、基板１上に３ＡＰＳ（３アミノ
プロピルシラン）などの密着性向上剤を塗布した後、ワ
ニス状のベンゾシクロブテン系樹脂（固形成分４６％）
を１０００rpmにて３０秒間スピン塗布し、９５℃のホ
ットプレートにて１２０秒間ベークする。さらに、酸素
濃度１００ppm以下の窒素雰囲気中にて、２００℃で１
時間キュアーすることにより、ベンゾシクロブテン系樹
脂を熱重合させ、基板１上に有機絶縁膜（膜厚１５μ
m）２を形成する（図１(ｂ)）。なお、この実施形態で
は、有機絶縁膜２を構成する樹脂材料として、ベンゾシ
クロブテン系樹脂を用いているが、ベンゾシクロブテン
系樹脂に限らず、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロ
ブテン、ビスマレイミドトリアジン、アクリル樹脂、環
状オレフィン系樹脂などを用いることが可能である。
プロピルシラン）などの密着性向上剤を塗布した後、ワ
ニス状のベンゾシクロブテン系樹脂（固形成分４６％）
を１０００rpmにて３０秒間スピン塗布し、９５℃のホ
ットプレートにて１２０秒間ベークする。さらに、酸素
濃度１００ppm以下の窒素雰囲気中にて、２００℃で１
時間キュアーすることにより、ベンゾシクロブテン系樹
脂を熱重合させ、基板１上に有機絶縁膜（膜厚１５μ
m）２を形成する（図１(ｂ)）。なお、この実施形態で
は、有機絶縁膜２を構成する樹脂材料として、ベンゾシ
クロブテン系樹脂を用いているが、ベンゾシクロブテン
系樹脂に限らず、ポリイミド、エポキシ、ベンゾシクロ
ブテン、ビスマレイミドトリアジン、アクリル樹脂、環
状オレフィン系樹脂などを用いることが可能である。
【００３３】(3)それから、図１(ｃ)に示すように、有
機絶縁膜（ベンゾシクロブテン系樹脂）２の表面処理を
行う。この実施形態では、Ａｒイオン照射装置を用い
て、ＲＦパワー４００Ｗ、Ａｒガス流量２０sccm、背圧
５．２×１０-4Torr、イオン電流密度０．３５mA/cm2の
条件にて５分間の表面処理を行った。
機絶縁膜（ベンゾシクロブテン系樹脂）２の表面処理を
行う。この実施形態では、Ａｒイオン照射装置を用い
て、ＲＦパワー４００Ｗ、Ａｒガス流量２０sccm、背圧
５．２×１０-4Torr、イオン電流密度０．３５mA/cm2の
条件にて５分間の表面処理を行った。
【００３４】(4)次に、図１(ｄ)に示すように、クロロ
ベンゼン法にてリフトオフ用レジストパターン３を形成
する。このリフトオフ用レジストパターン３を形成する
にあたっては、まず、ベンゾシクロブテン上に厚膜用ポ
ジ型レジスト（ＡＺＰ４６２０、クラリアント社製）を
１５００rpm×３０秒のスピン塗布にて膜厚６μmのレジ
スト膜を形成し、９０℃のクリーンオーブンにて３０分
間プリベークする。次いで、約４０℃に保ったクロロベ
ンゼン中に１０分間基板を浸し、レジスト表面に対現像
液難溶化層を形成した後、９０℃のホットプレート上に
９０秒間放置して余剰のクロロベンゼンを蒸発させる。
それから、密着露光機にて、ｈ線を用いた露光を行い、
アルカリ現像液ＡＺ４００Ｋ（クラリアント社製）中に
基板１を２分間浸漬する。その後、純水にて５分間以上
洗浄し、スピン乾燥機にて基板１を乾燥させる。これに
より、有機絶縁膜２上に、リフトオフ用レジストパター
ン３が形成される。
ベンゼン法にてリフトオフ用レジストパターン３を形成
する。このリフトオフ用レジストパターン３を形成する
にあたっては、まず、ベンゾシクロブテン上に厚膜用ポ
ジ型レジスト（ＡＺＰ４６２０、クラリアント社製）を
１５００rpm×３０秒のスピン塗布にて膜厚６μmのレジ
スト膜を形成し、９０℃のクリーンオーブンにて３０分
間プリベークする。次いで、約４０℃に保ったクロロベ
ンゼン中に１０分間基板を浸し、レジスト表面に対現像
液難溶化層を形成した後、９０℃のホットプレート上に
９０秒間放置して余剰のクロロベンゼンを蒸発させる。
それから、密着露光機にて、ｈ線を用いた露光を行い、
アルカリ現像液ＡＺ４００Ｋ（クラリアント社製）中に
基板１を２分間浸漬する。その後、純水にて５分間以上
洗浄し、スピン乾燥機にて基板１を乾燥させる。これに
より、有機絶縁膜２上に、リフトオフ用レジストパター
ン３が形成される。
【００３５】(5)次いで、図１(ｅ)に示すように、基板
１を真空蒸着装置に投入し、有機絶縁膜（ベンゾシクロ
ブテン系樹脂）２との密着層としてＴｉを１００nm成膜
した後、Ｔｉ膜（図示せず）上に、電極材料であるＣｕ
を５μm成膜して、電極膜４を形成する。
１を真空蒸着装置に投入し、有機絶縁膜（ベンゾシクロ
ブテン系樹脂）２との密着層としてＴｉを１００nm成膜
した後、Ｔｉ膜（図示せず）上に、電極材料であるＣｕ
を５μm成膜して、電極膜４を形成する。
【００３６】(6)それから、図１(ｆ)に示すように、基
板１をアセトンに浸漬し、さらに超音波洗浄することに
よって、リフトオフ用レジストパターン３とその上に形
成された不要の電極膜４をリフトオフし、目標とする金
属配線（電極パターン）５（４）を得る。これにより、
基板１と、基板１の表面に配設された有機絶縁膜２と、
有機絶縁膜２上に形成された所定のパターンの金属配線
５を備えた本願発明の薄膜回路基板が得られる。
板１をアセトンに浸漬し、さらに超音波洗浄することに
よって、リフトオフ用レジストパターン３とその上に形
成された不要の電極膜４をリフトオフし、目標とする金
属配線（電極パターン）５（４）を得る。これにより、
基板１と、基板１の表面に配設された有機絶縁膜２と、
有機絶縁膜２上に形成された所定のパターンの金属配線
５を備えた本願発明の薄膜回路基板が得られる。
【００３７】［有機絶縁膜と金属配線の密着性の評価］
次に、有機絶縁膜とその表面に形成された金属配線との
密着性を評価する方法について説明する。
次に、有機絶縁膜とその表面に形成された金属配線との
密着性を評価する方法について説明する。
【００３８】(1)密着性評価試験 有機絶縁膜と金属配線の密着性を評価するにあたって
は、図２に示すように、金属配線５が形成された基板１
上に、密着強度評価用のテープ（強度５５８g/cm）６を
貼り付けた後、テープ６を基板５に対して直角を保った
まま剥がして行くテープ剥離試験を行った。なお、この
テープ剥離試験においては、有機絶縁膜２と金属配線５
の密着強度が不十分な場合には、金属配線５がテープ６
に付着して剥がれることになる。この実施形態では、有
機絶縁膜に表面処理を施していない比較例の試料と、Ａ
ｒイオンを照射することにより有機絶縁膜に表面処理を
施した実施例の試料を用意し、これらについて、テープ
剥離試験を行い、密着性を評価した。ただし、このテー
プ剥離試験に供した比較例及び実施例の各試料は、金属
配線５の幅（電極ライン幅）が５μmのものである。ま
た、試料数（ｎ）は４００とした。
は、図２に示すように、金属配線５が形成された基板１
上に、密着強度評価用のテープ（強度５５８g/cm）６を
貼り付けた後、テープ６を基板５に対して直角を保った
まま剥がして行くテープ剥離試験を行った。なお、この
テープ剥離試験においては、有機絶縁膜２と金属配線５
の密着強度が不十分な場合には、金属配線５がテープ６
に付着して剥がれることになる。この実施形態では、有
機絶縁膜に表面処理を施していない比較例の試料と、Ａ
ｒイオンを照射することにより有機絶縁膜に表面処理を
施した実施例の試料を用意し、これらについて、テープ
剥離試験を行い、密着性を評価した。ただし、このテー
プ剥離試験に供した比較例及び実施例の各試料は、金属
配線５の幅（電極ライン幅）が５μmのものである。ま
た、試料数（ｎ）は４００とした。
【００３９】(2)密着性評価結果 上記テープ剥離試験において、有機絶縁膜に表面処理を
施していない比較例の試料では、膜剥がれ率５７．９％
であったが、有機絶縁膜に表面処理を施した本願発明の
実施例の試料では、膜剥がれが認められず、膜剥がれ率
は０．０％であった。これにより、有機絶縁膜に表面処
理を施すことにより、有機絶縁膜と金属配線の密着性が
大幅に改善されていることが確認された。
施していない比較例の試料では、膜剥がれ率５７．９％
であったが、有機絶縁膜に表面処理を施した本願発明の
実施例の試料では、膜剥がれが認められず、膜剥がれ率
は０．０％であった。これにより、有機絶縁膜に表面処
理を施すことにより、有機絶縁膜と金属配線の密着性が
大幅に改善されていることが確認された。
【００４０】なお、上記の薄膜回路基板の製造からテー
プ剥離テストまでの工程を独立して１０回繰り返して実
施したが、いずれの場合も、テープ剥離試験にて膜剥が
れは確認されず、有機絶縁膜と金属配線（電極）の密着
性の良好さが確実に再現されることが確認された。
プ剥離テストまでの工程を独立して１０回繰り返して実
施したが、いずれの場合も、テープ剥離試験にて膜剥が
れは確認されず、有機絶縁膜と金属配線（電極）の密着
性の良好さが確実に再現されることが確認された。
【００４１】(3)有機絶縁膜の特性評価 次に、図３に示すように、表面に電極１０が形成された
基板１１上に有機絶縁膜（ベンゾシクロブテン系樹脂）
１２を配設し、この有機絶縁膜１２上にさらに電極１３
を配設することにより、有機絶縁膜１２を誘電体膜とす
るＭＩＭ（Metal Insular Metal）キャパシタ１４を形
成し、有機絶縁膜１２の電気特性（比誘電率εｒ、誘電
正接ｔａｎδ、リーク電流）をネットワークアナライザ
にて測定した。表面処理を施した有機絶縁膜と表面処理
を施していない有機絶縁膜について行った特性評価の結
果を表１に示す。
基板１１上に有機絶縁膜（ベンゾシクロブテン系樹脂）
１２を配設し、この有機絶縁膜１２上にさらに電極１３
を配設することにより、有機絶縁膜１２を誘電体膜とす
るＭＩＭ（Metal Insular Metal）キャパシタ１４を形
成し、有機絶縁膜１２の電気特性（比誘電率εｒ、誘電
正接ｔａｎδ、リーク電流）をネットワークアナライザ
にて測定した。表面処理を施した有機絶縁膜と表面処理
を施していない有機絶縁膜について行った特性評価の結
果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】表１に示すように、表面処理を施した有機
絶縁膜と表面処理を施していない有機絶縁膜において、
特性に大きな差異はないことが確認された。
絶縁膜と表面処理を施していない有機絶縁膜において、
特性に大きな差異はないことが確認された。
【００４４】［有機絶縁膜の表面改質係数の測定］次
に、有機絶縁膜に表面処理を施していない比較例の試料
と、Ａｒイオンを照射することにより有機絶縁膜に表面
処理を施した実施例の試料について、有機絶縁膜の表面
改質係数を測定した。
に、有機絶縁膜に表面処理を施していない比較例の試料
と、Ａｒイオンを照射することにより有機絶縁膜に表面
処理を施した実施例の試料について、有機絶縁膜の表面
改質係数を測定した。
【００４５】表面改質係数を測定するにあたっては、ま
ず、比較例と実施例の両試料の有機絶縁膜表面をＸ線光
電子分光法で観測し、有機絶縁膜表面のＣについて状態
分析を行った。図４に表面処理を施していない比較例の
有機絶縁膜表面のＣ１ｓスペクトルを示し、図５に表面
処理を施した実施例の有機絶縁膜表面のＣ１ｓスペクト
ルを示す。
ず、比較例と実施例の両試料の有機絶縁膜表面をＸ線光
電子分光法で観測し、有機絶縁膜表面のＣについて状態
分析を行った。図４に表面処理を施していない比較例の
有機絶縁膜表面のＣ１ｓスペクトルを示し、図５に表面
処理を施した実施例の有機絶縁膜表面のＣ１ｓスペクト
ルを示す。
【００４６】表面処理を施していない比較例の試料の場
合、図４に示すように、有機絶縁膜（ベンゾシクロブテ
ン系樹脂）に含まれるＣ−Ｈ結合又はＣ−Ｃ結合のスペ
クトル（スペクトルピークの結合エネルギー約２８５e
V）しか検出されなかったが、表面処理を施した実施例
の試料の場合、図５に示すように、Ｃ−Ｈ結合又はＣ−
Ｃ結合のスペクトルのみではなく、−Ｃ＝Ｏ結合（スペ
クトルピークの結合エネルギー約２８７eV）や、−ＣＯ
Ｏ結合（スペクトルピークの結合エネルギー約２８９e
V）の官能基を表すスペクトルが検出された。これらの
官能基は、ベンゾシクロブテン系樹脂中のＣ−Ｈ結合
や、Ｃ−Ｃ結合がＡｒイオンにより破壊された後、大気
中のＯと結合して形成されたものである。
合、図４に示すように、有機絶縁膜（ベンゾシクロブテ
ン系樹脂）に含まれるＣ−Ｈ結合又はＣ−Ｃ結合のスペ
クトル（スペクトルピークの結合エネルギー約２８５e
V）しか検出されなかったが、表面処理を施した実施例
の試料の場合、図５に示すように、Ｃ−Ｈ結合又はＣ−
Ｃ結合のスペクトルのみではなく、−Ｃ＝Ｏ結合（スペ
クトルピークの結合エネルギー約２８７eV）や、−ＣＯ
Ｏ結合（スペクトルピークの結合エネルギー約２８９e
V）の官能基を表すスペクトルが検出された。これらの
官能基は、ベンゾシクロブテン系樹脂中のＣ−Ｈ結合
や、Ｃ−Ｃ結合がＡｒイオンにより破壊された後、大気
中のＯと結合して形成されたものである。
【００４７】［有機絶縁膜の表面改質係数の評価］次
に、Ａｒイオンにて表面処理した試料の有機絶縁膜の表
面改質係数を求めた。本願発明において、有機絶縁膜の
表面改質係数とは、有機絶縁膜表面に存在するＣのう
ち、官能基を形成しているＣの割合であり、下記の式
(1)で表される値である。 表面改質係数＝官能基の総数／有機絶縁膜表面に存在するＣの総数……(1)。 表面処理を施した実施例の試料の場合（図５参照）、有
機絶縁膜表面上の各結合のＣの組成比は、Ｃ−Ｈ結合又
はＣ−Ｃ結合のＣの組成比が８４atm％、−Ｃ＝Ｏ結合
のＣの組成比が１０atm％、−ＣＯＯ結合のＣの組成比
が６atm％となっており、有機絶縁膜表面に存在するＣ
のうち、官能基となっているものは、−Ｃ＝Ｏ結合の１
０atm％と−ＣＯＯ結合の６atm％を加えた値の１６atm
％であることから、表面改質係数は、上記の式(1)より
０．１６（１６／１００＝０．１６）となる。
に、Ａｒイオンにて表面処理した試料の有機絶縁膜の表
面改質係数を求めた。本願発明において、有機絶縁膜の
表面改質係数とは、有機絶縁膜表面に存在するＣのう
ち、官能基を形成しているＣの割合であり、下記の式
(1)で表される値である。 表面改質係数＝官能基の総数／有機絶縁膜表面に存在するＣの総数……(1)。 表面処理を施した実施例の試料の場合（図５参照）、有
機絶縁膜表面上の各結合のＣの組成比は、Ｃ−Ｈ結合又
はＣ−Ｃ結合のＣの組成比が８４atm％、−Ｃ＝Ｏ結合
のＣの組成比が１０atm％、−ＣＯＯ結合のＣの組成比
が６atm％となっており、有機絶縁膜表面に存在するＣ
のうち、官能基となっているものは、−Ｃ＝Ｏ結合の１
０atm％と−ＣＯＯ結合の６atm％を加えた値の１６atm
％であることから、表面改質係数は、上記の式(1)より
０．１６（１６／１００＝０．１６）となる。
【００４８】一方、表面処理を施していない比較例の試
料の場合（図４参照）、有機絶縁膜表面に、Ｃ−Ｈ結合
又はＣ−Ｃ結合のスペクトルしか検出されず、官能基と
なっているものは検出されていないので、表面改質係数
は０となる。
料の場合（図４参照）、有機絶縁膜表面に、Ｃ−Ｈ結合
又はＣ−Ｃ結合のスペクトルしか検出されず、官能基と
なっているものは検出されていないので、表面改質係数
は０となる。
【００４９】［有機絶縁膜の表面処理時間及び表面改質
係数について］また、Ａｒイオン照射による有機絶縁膜
の表面処理時間と、表面改質係数及び有機絶縁膜と金属
配線（電極）の密着性との関係を調べるため、Ａｒイオ
ン照射時間を１５秒とした場合と、１２０分とした場合
における表面改質係数と膜剥がれ率を調べた。
係数について］また、Ａｒイオン照射による有機絶縁膜
の表面処理時間と、表面改質係数及び有機絶縁膜と金属
配線（電極）の密着性との関係を調べるため、Ａｒイオ
ン照射時間を１５秒とした場合と、１２０分とした場合
における表面改質係数と膜剥がれ率を調べた。
【００５０】Ａｒイオン照射時間を１５秒とした場合の
有機絶縁膜表面のＣの状態をＸ線光電子分光法で測定し
た結果、表面改質係数は０．０６であった。また、この
ときの、テープ剥離試験における金属配線（電極ライン
幅５μm（ｎ＝４００））の膜剥がれ率は３０．１％で
あり、有機絶縁膜と金属配線（電極）の密着性は不十分
であった。
有機絶縁膜表面のＣの状態をＸ線光電子分光法で測定し
た結果、表面改質係数は０．０６であった。また、この
ときの、テープ剥離試験における金属配線（電極ライン
幅５μm（ｎ＝４００））の膜剥がれ率は３０．１％で
あり、有機絶縁膜と金属配線（電極）の密着性は不十分
であった。
【００５１】また、Ａｒイオン照射時間を１２０分とし
た場合の有機絶縁膜表面のＣの状態をＸ線光電子分光法
で測定した結果、表面改質係数は０．５９であった。ま
た、このときの、テープ剥離試験における金属配線（電
極ライン幅５μm（ｎ＝４００））の膜剥がれ率は０．
０％で、有機絶縁膜と金属配線（電極）の密着強度が十
分に大きいことが確認された。
た場合の有機絶縁膜表面のＣの状態をＸ線光電子分光法
で測定した結果、表面改質係数は０．５９であった。ま
た、このときの、テープ剥離試験における金属配線（電
極ライン幅５μm（ｎ＝４００））の膜剥がれ率は０．
０％で、有機絶縁膜と金属配線（電極）の密着強度が十
分に大きいことが確認された。
【００５２】しかし、この試料について、図３に示すＭ
ＩＭキャパシタを形成し、有機絶縁膜１２の電気特性
（比誘電率εｒ、誘電正接ｔａｎδ、リーク電流）をネ
ットワークアナライザにて測定したところ、表２に示す
ように、電気特性が劣化して目標とする高周波デバイス
特性を得ることができなかった。
ＩＭキャパシタを形成し、有機絶縁膜１２の電気特性
（比誘電率εｒ、誘電正接ｔａｎδ、リーク電流）をネ
ットワークアナライザにて測定したところ、表２に示す
ように、電気特性が劣化して目標とする高周波デバイス
特性を得ることができなかった。
【００５３】
【表２】
【００５４】一方、特に、表面処理条件（処理時間な
ど）を調整して、有機絶縁膜表面の表面改質係数が０．
１〜０．５なるようにした場合には、表面処理を行わな
い場合に比べて、電気特性をほぼ同等に維持しつつ、有
機絶縁膜と金属配線（電極）の密着性を十分に改善でき
ることが確認された。また、表面改質係数を０．１５〜
０．４の範囲とした場合には、電気特性及び密着性の両
方の特性に関し、特に良好な成績が得られた。なお、図
６に、表面改質係数と膜剥がれの発生率（膜剥がれ率）
の関係を示す。
ど）を調整して、有機絶縁膜表面の表面改質係数が０．
１〜０．５なるようにした場合には、表面処理を行わな
い場合に比べて、電気特性をほぼ同等に維持しつつ、有
機絶縁膜と金属配線（電極）の密着性を十分に改善でき
ることが確認された。また、表面改質係数を０．１５〜
０．４の範囲とした場合には、電気特性及び密着性の両
方の特性に関し、特に良好な成績が得られた。なお、図
６に、表面改質係数と膜剥がれの発生率（膜剥がれ率）
の関係を示す。
【００５５】したがって、有機絶縁膜表面の表面改質係
数が０．１〜０．５、より好ましくは０．１５〜０．４
となるような表面改質層を形成することにより、電気特
性に悪影響を与えることなく、有機絶縁膜と金属配線
（電極）との間の安定した密着性を確保することができ
る。
数が０．１〜０．５、より好ましくは０．１５〜０．４
となるような表面改質層を形成することにより、電気特
性に悪影響を与えることなく、有機絶縁膜と金属配線
（電極）との間の安定した密着性を確保することができ
る。
【００５６】なお、上記実施形態では、表面処理方法と
して、Ａｒイオンを照射する方法を用いた場合について
説明したが、その他にも、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、及びＸｅ
などのイオンを照射する方法、プラズマを照射する方
法、ＵＶ光を照射する方法などを用いることが可能であ
る。
して、Ａｒイオンを照射する方法を用いた場合について
説明したが、その他にも、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、及びＸｅ
などのイオンを照射する方法、プラズマを照射する方
法、ＵＶ光を照射する方法などを用いることが可能であ
る。
【００５７】また、上記実施形態では、金属配線材料と
してＣｕを用いた場合を例にとって説明したが（密着層
はＴｉ膜）、金属配線材料としては、その他にも、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｎｂ、
及びＶなどの少なくとも１種を含む種々の材料を用いる
ことが可能である。
してＣｕを用いた場合を例にとって説明したが（密着層
はＴｉ膜）、金属配線材料としては、その他にも、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｎｂ、
及びＶなどの少なくとも１種を含む種々の材料を用いる
ことが可能である。
【００５８】また、上記実施形態では、有機絶縁膜とし
て、ベンゾシクロブテン系樹脂を用いた場合について説
明したが、有機絶縁膜としては、その他にも、ポリイミ
ド、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ビスマレイミドト
リアジン、アクリル、環状オレフィン系樹脂などの種々
の樹脂を用いることが可能である。
て、ベンゾシクロブテン系樹脂を用いた場合について説
明したが、有機絶縁膜としては、その他にも、ポリイミ
ド、エポキシ、ベンゾシクロブテン、ビスマレイミドト
リアジン、アクリル、環状オレフィン系樹脂などの種々
の樹脂を用いることが可能である。
【００５９】本願発明はさらにその他の点においても、
上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内
において、種々の応用、変形を加えることが可能であ
る。
上記実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内
において、種々の応用、変形を加えることが可能であ
る。
【００６０】
【発明の効果】上記目的を達成するために、本願発明
（請求項１）の薄膜回路基板は、基板上に形成された有
機絶縁膜の表面に、表面改質係数が０．１〜０．５の表
面改質層を設け、この表面改質層を備えた有機絶縁膜の
表面に金属配線を施しているので、有機絶縁膜の比誘電
率・誘電正接などの電気特性の劣化させることなく、金
属配線（電極材料）と有機絶縁膜の密着強度を向上させ
ることができる。
（請求項１）の薄膜回路基板は、基板上に形成された有
機絶縁膜の表面に、表面改質係数が０．１〜０．５の表
面改質層を設け、この表面改質層を備えた有機絶縁膜の
表面に金属配線を施しているので、有機絶縁膜の比誘電
率・誘電正接などの電気特性の劣化させることなく、金
属配線（電極材料）と有機絶縁膜の密着強度を向上させ
ることができる。
【００６１】また、請求項２の薄膜回路基板のように、
表面改質層の表面に、スルホン基、カルボキシル基、カ
ルボニル基、及びフェノール基からなる群より選ばれる
少なくとも１種の官能基が存在するような有機絶縁膜を
備えた構成とした場合、有機絶縁膜の比誘電率・誘電正
接などの電気特性を良好に保ちつつ、金属配線（電極材
料）と有機絶縁膜の密着強度を向上させることができ
る。
表面改質層の表面に、スルホン基、カルボキシル基、カ
ルボニル基、及びフェノール基からなる群より選ばれる
少なくとも１種の官能基が存在するような有機絶縁膜を
備えた構成とした場合、有機絶縁膜の比誘電率・誘電正
接などの電気特性を良好に保ちつつ、金属配線（電極材
料）と有機絶縁膜の密着強度を向上させることができ
る。
【００６２】また、請求項３の薄膜回路基板のように、
金属配線として、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｎｂ、及びＶからなる群より選ば
れる少なくとも１種を含む材料からなるものを用いるよ
うにした場合、より確実に、低抵抗で、しかも有機絶縁
膜に対する密着強度に優れた金属配線を備えた信頼性の
高い薄膜回路基板を得ることができる。
金属配線として、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｎｂ、及びＶからなる群より選ば
れる少なくとも１種を含む材料からなるものを用いるよ
うにした場合、より確実に、低抵抗で、しかも有機絶縁
膜に対する密着強度に優れた金属配線を備えた信頼性の
高い薄膜回路基板を得ることができる。
【００６３】また、請求項４の薄膜回路基板のように、
有機絶縁膜の構成材料として、ポリイミド、エポキシ、
ベンゾシクロブテン、ビスマレイミドトリアジン、アク
リル、及び環状オレフィン系樹脂からなる群より選ばれ
る少なくとも１種を含むものを用いるようにした場合、
より確実に金属配線の密着強度に優れた有機絶縁膜を備
えた信頼性の高い薄膜回路基板を得ることができる。
有機絶縁膜の構成材料として、ポリイミド、エポキシ、
ベンゾシクロブテン、ビスマレイミドトリアジン、アク
リル、及び環状オレフィン系樹脂からなる群より選ばれ
る少なくとも１種を含むものを用いるようにした場合、
より確実に金属配線の密着強度に優れた有機絶縁膜を備
えた信頼性の高い薄膜回路基板を得ることができる。
【００６４】また、本願発明（請求項５）の薄膜回路基
板の製造方法は、有機絶縁膜表面に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａ
ｒ、Ｋｒ、及びＸｅからなる群より選ばれる少なくとも
１種のイオンを照射することにより表面改質層を形成す
るようにしているので、有機絶縁膜表面を過度に酸化さ
せて特性を劣化させたりすることなく、有機絶縁膜の表
面に、表面改質係数が０．１〜０．５の表面改質層を確
実に形成することが可能になり、本願発明を実効あらし
めることができる。
板の製造方法は、有機絶縁膜表面に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａ
ｒ、Ｋｒ、及びＸｅからなる群より選ばれる少なくとも
１種のイオンを照射することにより表面改質層を形成す
るようにしているので、有機絶縁膜表面を過度に酸化さ
せて特性を劣化させたりすることなく、有機絶縁膜の表
面に、表面改質係数が０．１〜０．５の表面改質層を確
実に形成することが可能になり、本願発明を実効あらし
めることができる。
【００６５】また、本願発明（請求項６）の薄膜回路基
板の製造方法は、有機絶縁膜表面に、Ｎ2、及びＡｒの
うちの少なくとも１種を含むプラズマを照射することに
より表面改質層を形成するようにしているので、有機絶
縁膜表面を過度に酸化させて特性を劣化させたりするこ
となく、有機絶縁膜の表面に、表面改質係数が０．１〜
０．５の表面改質層を確実に形成することが可能にな
り、本願発明を実効あらしめることができる。
板の製造方法は、有機絶縁膜表面に、Ｎ2、及びＡｒの
うちの少なくとも１種を含むプラズマを照射することに
より表面改質層を形成するようにしているので、有機絶
縁膜表面を過度に酸化させて特性を劣化させたりするこ
となく、有機絶縁膜の表面に、表面改質係数が０．１〜
０．５の表面改質層を確実に形成することが可能にな
り、本願発明を実効あらしめることができる。
【００６６】また、本願発明（請求項７）の薄膜回路基
板の製造方法は、有機絶縁膜表面に、ＵＶ光を照射をし
て表面改質層を形成するようにしているので、有機絶縁
膜表面を過度に酸化させて特性を劣化させたりすること
なく、有機絶縁膜の表面に、表面改質係数が０．１〜
０．５の表面改質層を確実に形成することが可能にな
り、本願発明を実効あらしめることができる。
板の製造方法は、有機絶縁膜表面に、ＵＶ光を照射をし
て表面改質層を形成するようにしているので、有機絶縁
膜表面を過度に酸化させて特性を劣化させたりすること
なく、有機絶縁膜の表面に、表面改質係数が０．１〜
０．５の表面改質層を確実に形成することが可能にな
り、本願発明を実効あらしめることができる。
【００６７】また、本願発明（請求項８）の高周波用モ
ジュールのように、本願発明の薄膜回路基板を用いてミ
リ波又はマイクロ波用などの高周波用モジュールを構成
するようにした場合、金属配線の有機絶縁膜への密着強
度に優れた信頼性の高い高周波用モジュールを提供する
ことができる。
ジュールのように、本願発明の薄膜回路基板を用いてミ
リ波又はマイクロ波用などの高周波用モジュールを構成
するようにした場合、金属配線の有機絶縁膜への密着強
度に優れた信頼性の高い高周波用モジュールを提供する
ことができる。
【図１】(ａ)〜(ｆ)は、基板上に有機絶縁膜を形成する
とともに、有機絶縁膜上に薄膜金属からなる金属配線を
施すことにより、薄膜回路基板を製造する工程を示す図
である。
とともに、有機絶縁膜上に薄膜金属からなる金属配線を
施すことにより、薄膜回路基板を製造する工程を示す図
である。
【図２】金属配線（電極）の密着強度を評価するテープ
剥離試験を説明するための図である。
剥離試験を説明するための図である。
【図３】本願発明の実施例及び比較例の有機絶縁膜の電
気特性の評価方法を説明するための図である。
気特性の評価方法を説明するための図である。
【図４】表面処理を施していない比較例の有機絶縁膜の
Ｘ線光電子分光法によるＣ１ｓスペクトルを示す図であ
る。
Ｘ線光電子分光法によるＣ１ｓスペクトルを示す図であ
る。
【図５】表面処理を施した本願発明の実施例の有機絶縁
膜のＸ線光電子分光法によるＣ１ｓスペクトルを示す図
である。
膜のＸ線光電子分光法によるＣ１ｓスペクトルを示す図
である。
【図６】表面改質係数と膜剥がれの発生率（膜剥がれ
率）の関係を示す図である。
率）の関係を示す図である。
１ 基板（Ｓｉ基板） ２ 有機絶縁膜 ３ リフトオフ用レジストパターン ４ 電極膜 ５ 金属配線（電極パターン） ６ 密着強度評価用のテープ １０ 電極 １１ 基板 １２ 有機絶縁膜 １３ 電極 １４ ＭＩＭ（Metal Insular Metal）キャパシタ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AB01C AB10C AB11 AB12C AB13C AB16C AB17C AB24C AB25C AB31C AB33C AK01B AK02B AK25B AK49B AK53B AT00A BA03 BA10A BA10C EH662 EJ541 EJ611 GB43 JG03B JK06 JM02B JM02C 5E343 AA02 AA11 AA38 BB22 BB23 BB24 BB25 BB28 BB35 BB38 BB44 BB52 BB71 EE32 EE36 GG01 5F033 GG02 GG03 HH07 HH08 HH11 HH13 HH14 HH17 HH18 PP19 QQ42 QQ91 RR21 RR22 SS22 WW00 XX14 5F058 AA08 AC10 AF04 AG01 AG06 AG07 AH01
Claims (8)
- 【請求項１】基板と、前記基板の表面に配設された有機
絶縁膜と、前記有機絶縁膜上に形成された薄膜金属から
なる金属配線とを具備する薄膜配線基板であって、 前記有機絶縁膜の表面に、下記の式(1)で表される表面
改質係数が０．１〜０．５の表面改質層を備えているこ
とを特徴とする薄膜回路基板。 表面改質係数＝官能基の総数／有機絶縁膜表面に存在するＣの総数……(1) - 【請求項２】前記有機絶縁膜の表面改質層の表面に、ス
ルホン基、カルボキシル基、カルボニル基、及びフェノ
ール基からなる群より選ばれる少なくとも１種の官能基
が存在していることを特徴とする請求項１記載の薄膜回
路基板。 - 【請求項３】前記有機絶縁膜上の金属配線が、Ｃｕ、Ａ
ｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＮｉＣｒ、Ｎｂ、
及びＶからなる群より選ばれる少なくとも１種を含む材
料からなるものであることを特徴とする請求項１又は２
記載の薄膜回路基板。 - 【請求項４】前記有機絶縁膜が、ポリイミド、エポキ
シ、ベンゾシクロブテン、ビスマレイミドトリアジン、
アクリル、及び環状オレフィン系樹脂からなる群より選
ばれる少なくとも１種を含むものであることを特徴とす
る請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜回路基板。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜回路
基板を製造する方法であって、 前記有機絶縁膜表面に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、及び
Ｘｅからなる群より選ばれる少なくとも１種のイオンを
照射することにより、前記表面改質係数が０．１〜０．
５の表面改質層を形成することを特徴とする薄膜回路基
板の製造方法。 - 【請求項６】請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜回路
基板を製造する方法であって、 前記有機絶縁膜表面に、Ｎ2，Ａｒのうちの少なくとも
１種を含むプラズマを照射することにより、前記表面改
質係数が０．１〜０．５の表面改質層を形成することを
特徴とする薄膜回路基板の製造方法。 - 【請求項７】請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜回路
基板を製造する方法であって、 前記有機絶縁膜表面に、ＵＶ光を照射することにより、
前記表面改質係数が０．１〜０．５の表面改質層を形成
することを特徴とする薄膜回路基板の製造方法。 - 【請求項８】請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜回路
基板を用いたことを特徴とする高周波用モジュール。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000308949A JP2002118168A (ja) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | 薄膜回路基板及びその製造方法 |
| US09/973,530 US6580143B2 (en) | 2000-10-10 | 2001-10-09 | Thin-film circuit substrate and method of producing same |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7326641B2 (en) | 2003-12-04 | 2008-02-05 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and method for manufacturing the same |
| CN113072037A (zh) * | 2021-03-26 | 2021-07-06 | 电子科技大学 | 一种表面等离子体活化改善玻璃基板bcb键合的方法 |
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|---|---|---|---|---|
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